2024年1月9日发(作者:衣思敏)
笔记本电脑的运输包装设计
针对现在市场对笔记本电脑的需求量逐渐增大,在运输和销售过程中容易受到一定的破坏,对产品造成损坏至于也让企业承受了一定的损失。因此,选择合适的材料,进行结构设计、计算出准确的结果尺寸、校核强度的精度是非常重要的。
前言
笔记本电脑具有重量轻、体积小、便于携带等优点,目前应市场需求已得到迅速发展,并有很大的市场潜力。但在流通过程中,其外观及功能都可能遭到不同程度的破坏,影响了笔记本电脑的使用价值。因此对笔记本电脑设计出符合实际流通环境的切实可行的包装方案,具有重要的意义。
1 缓冲包装设计的要求
本设计方案的设计对象是某公司生产的笔记本电脑,净重2.2kg,外尺寸为300mm×230mm×25.6mm,外观为平板状方形物品,结构规整无突起,屏幕表面正中位置垂直方向为易损部位。加上设计用缓冲材料和内结构隔衬,电源,鼠标等附件后总质量约为3.46kg,有效长期堆码高度为2.5m,商品集中存放纸箱的符合时间是180d,原产地为广州,主要用于国内销售。其装卸搬运环节一般以机械为主,采用陆运方式运输。
1.2 缓冲防振设计
产品流通过程中缓冲防振的目的是为了保证从缓冲衬垫传输到商品上的冲击加速度值小于导致商品破坏的脆值,同时使缓冲衬垫所产生的固有频率不超过导致商品破坏的临界共振频率,并避开运输工具的振动频率
1.2.1 缓冲设计
缓冲包装设计要解决以下问题:选择适当的缓冲包装材料并确定其尺寸;判断缓冲包装的结构的合理性和可靠性。
缓冲材料确定:(1)塑料薄膜的确定:生物降解塑料包装薄膜是聚丁二酸丁二醇酯(PBS)和聚乳酸(PLA)共混加工改性而成,具有优异的综合性能。可在有氧堆肥条件下,三个月内分解成CO2和H2O,降解条件遵从标准DINV54900-1、EN13432、ASTMD6400。生物 降解塑料包装薄膜可制成工业用、民用和食品用包装材料。如:各种抗静电薄膜、电子产品包装膜、家电产品包装膜、防尘包装膜等一次性环保塑料制品。综上所述,选此生物降解塑料包装薄膜作为笔记本电脑的内包装袋。
(2)缓冲垫材料的确定:目前普遍用于电脑缓冲包装的是发泡聚苯乙烯(EPS)与发泡聚乙烯(EPE),聚苯乙烯泡沫塑料发泡均匀、柔软、呈透明状,有较好的
缓冲与机械性能,压缩不易断裂,高低温环境下不易老化,可与产品直接接触不会产生化学变化及腐蚀现象。所以,综合考虑之后决定使用聚乙烯泡沫塑料(比重为0.032g/cm³)作为设计的缓冲材料。
缓冲材料的尺寸计算:
A=WG/σm (1)
T=CminH/G (2)
式中:A-缓冲衬垫面积;W-产品重量;G-产品脆值或冲击加速度;Σm-缓冲材料最大应力;T-缓冲衬垫厚度;Cmin-缓冲系数;H-等效跌落高度。
在本次设计中,已知参数W为3.46kg,G取60g,H为10.7m。查阅P117的聚乙烯泡沫塑料的缓冲系数-应力曲线,最小缓冲系数值Cmin为5.6,相对应的最大应力σm=0.17×10
5Pa,
由公式(1)、(2)得缓冲垫的厚度、面积分别为
T= CminH/G=5.6×107/60=11.6(cm)
5A=WG/σm=2.2×9.8×60/0.17×10=761(cm ²)
由于缓冲衬垫是由两块相同的缓冲垫组成,每块衬垫的承载面积为=380.5( cm ²)
(1)挠度校核:
衬垫尺寸的面积与厚度之比小于一定厚度时衬垫容易挠曲或者变弯,大大降低衬垫的负重能力。为了避免挠曲,其中最小承载面积Amin与厚度之比应符合以下规定(科斯特纳经验公式):
Amin>(1.33T)² (3)
式中:A-缓冲材料承受面积,cm ²;T-缓冲材料厚度,cm。
则: (1.33×11.6) ²=238(cm ²),所以Amin>238(cm ²),即Smin应取380.5cm ²
(2)跌落角度的校核:
发泡聚乙烯的动态缓冲特性曲线
振动加速度-频率曲线
在实际流通过程中,包装件跌落姿态千变万化,有角着地,面着地,还有棱着地,受力情况变化较大,因而有必要对基本设计尺寸作相应的调整。由于角着地时,其对产品的冲击能力最大,因此对角着地进行校核。当角着地时,承载面积为此衬垫的三个缓冲面在水平面上的投影面积。计算此面积可通过以下公式:
Ae=2KL² (l+b+d) √(l²+b²+d²) (4)
式中:Ae-等效投影面积;l-产品的长;b-产品的宽;d-产品的高;K-系数,这里取K值为1,由公式得纸箱在进行角跌落时的承载面积:Ae=263.9cm ²
此时静应力:σm=w/Ae=0.08(kg/cm ²),结合图2得,静应力为0.08kg/cm ²时所对应的最大加速度小于产品脆值70g,因此,只要通过角冲击校核,就一定能够满足棱冲击的要求,所以,整个设计过程中不必进行棱冲击校核。
1.2.2 防振设计
防振设计的目的在于调节包装件的固有频率,并且通过选择恰当的阻尼材料,把包装系统(即外包装-衬垫-内装产品)对振动的传递率控制在预定的范围内。
fn=1/2π√k/m (5)
式中:fn-产品的固有频率;K-为缓冲材料的弹性系数;m-为产品质量,聚乙烯的k值为3.34×105kg/cm2,故有系统的固有频率fn=62Hz
但自由度包装系统在受迫振动条件在振动的相应传递率公式:
Tr=√﹛1+(2ξλ)²/(1-λ²)+(2ξλ)²﹜ (6)
式中:λ=f/fn , ξ=c/2mωn
, ωn=2πfn
式中:Tr-传递率;f-激振频率,Hz;fn-包装系统固有频率,Hz;ξ-阻尼比;c-为阻尼系数,该包装材料的阻尼系数为8.03,则由公式(5)得系统最大振动传递
率为Tr=6.63。根据公路运输的频率谱图,频率为62Hz时对应的加速度ar=1.5g,所以产品相应加速度a= Trar=9.945g小于产品的许用脆值70g。因为符合防振要求。
2 外包装设计
2.1 包装材料的选择
瓦楞纸板因无污染、可再生、具有良好的缓冲性能等优点,在运输包装中得到广泛应用,本设计也采用此包装材料设计包装。对于笔记本电脑一般是用单体包装,本设计采用标准箱型0201型,为了保持侧面的印刷面不被破坏,接头设计与侧面连接,由于笔记本电脑重量轻,故实际中可使用胶黏剂粘合接头。
瓦楞纸板的结构设计是很科学的,其瓦楞的楞形就如一个个连接的小小拱形门,排成一排,相互支撑,形成三角结构体,强而有力,而且平面上也能承受一定压力,富有弹性,缓冲力强,能起到防震和保护商品的作用。瓦楞形状依圆弧半径不同一般分为U形、V形和UV形三种。U型的顶峰圆弧半径较大,呈圆弧形,如B楞、C楞;V型的波峰半径较小,且尖,如A楞;UV型介于两者之间,如AB楞。据试验表明,V形楞在受压初期歪斜度较小,但超过最高点,便迅速地破坏,而U形楞吸收的能量较高,当压力消除后,仍能恢复原状,富有弹性,但耐压强度不高。另外V形楞节省瓦楞纸,粘合剂耗量较少,但加工时易出现高低楞,瓦楞辊磨损较快。UV形楞是结合U形和V形的特点,目前得到广泛的采用。按照GB/T6544-1999标准规定,UV型瓦楞纸板分为A、B、C和E型四种。A型楞的特点是单位长度内的瓦楞数量少,而瓦楞最高。使用A型楞制成的瓦楞纸箱,适合包装较轻的物品,有较大的缓冲力。B型楞与A型楞正好相反,单位长度内的瓦楞数量多而瓦楞最低,其性能也与A型楞相反,使用B型楞制成的瓦楞纸箱,适合包装较重和较硬的物品,多用于罐头和瓶装物品等的包装。 另外,还有一种倾向就是利用B型楞坚硬不易破的特点,经过冲切后制成形状复杂的组合箱。C型楞的单位长度的瓦楞数及楞高介于A型楞和B型楞之间,性能则接近于A型楞。由于本设计对象笔记本电脑在流通过程中是堆码运输,因此对其纸箱要求有较强的平面耐压性能;此外,电脑是高精密产品,所以对缓冲垫的要求较高,一般都承担了电脑的缓冲要求,即外包装无须承担其缓冲功能,所以综合考虑选择B单瓦楞纸板设计。
2.2 瓦楞纸板的厚度设计
瓦楞纸板的厚度是瓦楞设计中的一个非常重要的因素,不仅决定着瓦楞纸箱的尺寸,而且影响到瓦楞纸箱的强度。一般是原纸厚度与瓦楞高度之和。
瓦楞纸板厚度计算公式如下:
t=(Σtn+Σtnm+ΣFhn)-d (7)
式中:t-瓦楞纸板实际厚度;tn-内外面纸与夹心的厚度;tnm-瓦楞芯纸的厚度;Fhn-瓦楞辊的高度;d-瓦楞纸板制造过程中的厚度损失。在通常设计时参考表1,得出本次纸板的厚度为3.3mm。
表1 瓦楞纸板计算厚度(mm)
楞型 纸板厚度 楞型 纸板厚度 楞型 纸板厚度
A 5.3 AA 10.4 AB 8.1
B 3.3 BB 6.1 AC 9.4
C 4.3 CC 8.4 BC 7.1
E 2.3
2.3 外包装的尺寸设计
由于是单体包装,就无须考虑排列方式,所以其内尺寸的计算公式为:
Xi=Xmax+2T+K (8)
式中:Xi-纸箱的内尺寸;T-缓冲件的厚度;K'-内尺寸的修正系数。
瓦楞纸箱内尺寸修正系数可参考表2:
表2 瓦楞纸箱内尺寸修正系数
H1
L1 B1
小型箱 中型箱 大型箱
3~7 3~7 1~3 3~4 5~7
取Kl=5mm,KB=5mm,KH=4mm,又已知Lmax=300mm,Bmax=230mm, Hmax=25.6mm,T=116mm,故由公式(8)得纸箱的内尺寸为:537mm×467mm×261.6mm,再由以下公式可以得出制造尺寸:
X=Xf+K (9)
F=Bl+Xf/2
(10)
式中:X-瓦楞纸箱长、宽、高制造尺寸;Xi-纸箱内尺寸;K-制造尺寸修正系数;F-纸箱对接摇盖宽度;Bl-纸箱非结合端面制造尺寸;Xf-摇盖伸长系数。
表3为02类纸箱制造尺寸修正系数值,表4为瓦楞纸箱接头尺寸,表5为02类单瓦楞纸箱摇盖伸长系数。
表3 02类单瓦楞纸箱制造尺寸修正系数(mm)
L2 B1 B2 H
名
L1
称
楞
型
A 6 4
B 3 2
C 5 3
E 2 1
表4 瓦楞纸箱接头尺寸J
纸板结构 单瓦楞
J 35~40
表5 02类单瓦楞纸箱摇盖伸长系数Xf
6
3
5
2
3
2
3
1
双瓦楞
45~50
9
6
8
3
名
0201
称
楞
型
0203 0204 0205 0206
A 2~3 0~2 2~3 0~2 0~2
B 1.5~2 0~1 1.5~2 0~1 0~1
C 1.5~2.5 0~1.5 1.5~2.5 0~1.5 0~1.5
E 0 0 0~1 0 0
由表3、4、5得出:Kl1=3,Kl2=2,Kbi=3,Kb2=2,K=6,J=38,Xf=2,所以由公式(9)、(10),得瓦楞纸箱的制造尺寸:
L1=Li+Kl1=540mm,L2=Li+Kl2=539mm,Bl=Bi+Kb1=470mm,B2=Bi+Kb2=469mm,
H=Hi+K=267.6mm,F=Bl+Xf/2=236mm
对于0201型瓦楞纸箱《运输包装用单瓦楞纸箱和双瓦楞纸箱》(GB/T6543-2008)建议用以下公式计算:
Lo=Li+2t
Bo=Bi+2t
Ho=Hi+4t (11)
式中t-瓦楞纸板计算厚度。
表6 瓦楞纸板计算厚度(mm)
楞型
A B C E AB BC
纸板计算厚度 5.3
3.3 4.3 2.3 8.1 7.1
查表得t=3.3mm,所以得出瓦楞纸箱的外尺寸为: 543.6mm×473.6mm×274.8mm
已知包装件总质量为3.46kg,有效长期堆码高度HW为2.5m,瓦楞纸箱外包装高度HO为274.8mm根据载荷计算公式: F=9.81KGINT[ (HW/HO)-1] (12)
式中F-载荷,N;K-载荷系数;G-瓦楞纸箱包装件的重量,kg;HW -物流过程中最大有效堆码高度,mm;HO -瓦楞纸箱高度外尺寸,mm。式中INT[HW/HO]为不大于HW/HO的最大整数,载荷系数K值按表7选取。
表7 载荷系数K值
纸
箱
不怕湿或 怕吸湿 特别怕吸湿或
吸
湿
承
情
况
载
情
况
不考虑吸湿 内装物为流体
只是由纸箱承载
4 5 7
内装物、缓冲材、内外包装等共同承载
2 3 4
内装物与容器承载,而不考虑纸箱承载
1 1 1
根据笔记本电脑属于高精度电器,其包装必须阻隔使其不吸湿,所以K取3,根据
公式(12)计算得F=814N。
在仓储中,商品在仓库内的保管费用,取决于商品在仓库内的占地面积,所以为了尽可能减少商品的占地面积,提高仓储面积利用率,就应该充分利用仓库的最大空间高度来堆码。为此,瓦楞纸箱结构就要具有一定的强度,使得位于底层的瓦楞纸箱不至于在上层纸箱的重力作用下压坏变形。因此,最大堆码层数既决定了仓库的经济性,也决定了瓦楞纸箱的必要强度。在无托盘时,最大堆码层数可根据以下公式计算:
Nmax=INT(HW/HO) (13)
式中Nmax -最大堆码层数;HW -流通过程中最大有效堆码高度,mm;HO -纸箱高度外尺寸,mm。计算得出Nmax=9。
3.成本核算
缓冲垫:3元
瓦楞纸箱:50元
塑料薄膜袋:2元
相关图片如下:
1.缓冲垫立体效果图
2.缓冲垫俯视图
3.缓冲垫左视图
4.缓冲垫主视图
5.缓冲垫盖
6.缓冲垫盖俯视图
7.缓冲垫盖主视图和左视图
8.外包装盒结构平面展开图
2024年1月9日发(作者:衣思敏)
笔记本电脑的运输包装设计
针对现在市场对笔记本电脑的需求量逐渐增大,在运输和销售过程中容易受到一定的破坏,对产品造成损坏至于也让企业承受了一定的损失。因此,选择合适的材料,进行结构设计、计算出准确的结果尺寸、校核强度的精度是非常重要的。
前言
笔记本电脑具有重量轻、体积小、便于携带等优点,目前应市场需求已得到迅速发展,并有很大的市场潜力。但在流通过程中,其外观及功能都可能遭到不同程度的破坏,影响了笔记本电脑的使用价值。因此对笔记本电脑设计出符合实际流通环境的切实可行的包装方案,具有重要的意义。
1 缓冲包装设计的要求
本设计方案的设计对象是某公司生产的笔记本电脑,净重2.2kg,外尺寸为300mm×230mm×25.6mm,外观为平板状方形物品,结构规整无突起,屏幕表面正中位置垂直方向为易损部位。加上设计用缓冲材料和内结构隔衬,电源,鼠标等附件后总质量约为3.46kg,有效长期堆码高度为2.5m,商品集中存放纸箱的符合时间是180d,原产地为广州,主要用于国内销售。其装卸搬运环节一般以机械为主,采用陆运方式运输。
1.2 缓冲防振设计
产品流通过程中缓冲防振的目的是为了保证从缓冲衬垫传输到商品上的冲击加速度值小于导致商品破坏的脆值,同时使缓冲衬垫所产生的固有频率不超过导致商品破坏的临界共振频率,并避开运输工具的振动频率
1.2.1 缓冲设计
缓冲包装设计要解决以下问题:选择适当的缓冲包装材料并确定其尺寸;判断缓冲包装的结构的合理性和可靠性。
缓冲材料确定:(1)塑料薄膜的确定:生物降解塑料包装薄膜是聚丁二酸丁二醇酯(PBS)和聚乳酸(PLA)共混加工改性而成,具有优异的综合性能。可在有氧堆肥条件下,三个月内分解成CO2和H2O,降解条件遵从标准DINV54900-1、EN13432、ASTMD6400。生物 降解塑料包装薄膜可制成工业用、民用和食品用包装材料。如:各种抗静电薄膜、电子产品包装膜、家电产品包装膜、防尘包装膜等一次性环保塑料制品。综上所述,选此生物降解塑料包装薄膜作为笔记本电脑的内包装袋。
(2)缓冲垫材料的确定:目前普遍用于电脑缓冲包装的是发泡聚苯乙烯(EPS)与发泡聚乙烯(EPE),聚苯乙烯泡沫塑料发泡均匀、柔软、呈透明状,有较好的
缓冲与机械性能,压缩不易断裂,高低温环境下不易老化,可与产品直接接触不会产生化学变化及腐蚀现象。所以,综合考虑之后决定使用聚乙烯泡沫塑料(比重为0.032g/cm³)作为设计的缓冲材料。
缓冲材料的尺寸计算:
A=WG/σm (1)
T=CminH/G (2)
式中:A-缓冲衬垫面积;W-产品重量;G-产品脆值或冲击加速度;Σm-缓冲材料最大应力;T-缓冲衬垫厚度;Cmin-缓冲系数;H-等效跌落高度。
在本次设计中,已知参数W为3.46kg,G取60g,H为10.7m。查阅P117的聚乙烯泡沫塑料的缓冲系数-应力曲线,最小缓冲系数值Cmin为5.6,相对应的最大应力σm=0.17×10
5Pa,
由公式(1)、(2)得缓冲垫的厚度、面积分别为
T= CminH/G=5.6×107/60=11.6(cm)
5A=WG/σm=2.2×9.8×60/0.17×10=761(cm ²)
由于缓冲衬垫是由两块相同的缓冲垫组成,每块衬垫的承载面积为=380.5( cm ²)
(1)挠度校核:
衬垫尺寸的面积与厚度之比小于一定厚度时衬垫容易挠曲或者变弯,大大降低衬垫的负重能力。为了避免挠曲,其中最小承载面积Amin与厚度之比应符合以下规定(科斯特纳经验公式):
Amin>(1.33T)² (3)
式中:A-缓冲材料承受面积,cm ²;T-缓冲材料厚度,cm。
则: (1.33×11.6) ²=238(cm ²),所以Amin>238(cm ²),即Smin应取380.5cm ²
(2)跌落角度的校核:
发泡聚乙烯的动态缓冲特性曲线
振动加速度-频率曲线
在实际流通过程中,包装件跌落姿态千变万化,有角着地,面着地,还有棱着地,受力情况变化较大,因而有必要对基本设计尺寸作相应的调整。由于角着地时,其对产品的冲击能力最大,因此对角着地进行校核。当角着地时,承载面积为此衬垫的三个缓冲面在水平面上的投影面积。计算此面积可通过以下公式:
Ae=2KL² (l+b+d) √(l²+b²+d²) (4)
式中:Ae-等效投影面积;l-产品的长;b-产品的宽;d-产品的高;K-系数,这里取K值为1,由公式得纸箱在进行角跌落时的承载面积:Ae=263.9cm ²
此时静应力:σm=w/Ae=0.08(kg/cm ²),结合图2得,静应力为0.08kg/cm ²时所对应的最大加速度小于产品脆值70g,因此,只要通过角冲击校核,就一定能够满足棱冲击的要求,所以,整个设计过程中不必进行棱冲击校核。
1.2.2 防振设计
防振设计的目的在于调节包装件的固有频率,并且通过选择恰当的阻尼材料,把包装系统(即外包装-衬垫-内装产品)对振动的传递率控制在预定的范围内。
fn=1/2π√k/m (5)
式中:fn-产品的固有频率;K-为缓冲材料的弹性系数;m-为产品质量,聚乙烯的k值为3.34×105kg/cm2,故有系统的固有频率fn=62Hz
但自由度包装系统在受迫振动条件在振动的相应传递率公式:
Tr=√﹛1+(2ξλ)²/(1-λ²)+(2ξλ)²﹜ (6)
式中:λ=f/fn , ξ=c/2mωn
, ωn=2πfn
式中:Tr-传递率;f-激振频率,Hz;fn-包装系统固有频率,Hz;ξ-阻尼比;c-为阻尼系数,该包装材料的阻尼系数为8.03,则由公式(5)得系统最大振动传递
率为Tr=6.63。根据公路运输的频率谱图,频率为62Hz时对应的加速度ar=1.5g,所以产品相应加速度a= Trar=9.945g小于产品的许用脆值70g。因为符合防振要求。
2 外包装设计
2.1 包装材料的选择
瓦楞纸板因无污染、可再生、具有良好的缓冲性能等优点,在运输包装中得到广泛应用,本设计也采用此包装材料设计包装。对于笔记本电脑一般是用单体包装,本设计采用标准箱型0201型,为了保持侧面的印刷面不被破坏,接头设计与侧面连接,由于笔记本电脑重量轻,故实际中可使用胶黏剂粘合接头。
瓦楞纸板的结构设计是很科学的,其瓦楞的楞形就如一个个连接的小小拱形门,排成一排,相互支撑,形成三角结构体,强而有力,而且平面上也能承受一定压力,富有弹性,缓冲力强,能起到防震和保护商品的作用。瓦楞形状依圆弧半径不同一般分为U形、V形和UV形三种。U型的顶峰圆弧半径较大,呈圆弧形,如B楞、C楞;V型的波峰半径较小,且尖,如A楞;UV型介于两者之间,如AB楞。据试验表明,V形楞在受压初期歪斜度较小,但超过最高点,便迅速地破坏,而U形楞吸收的能量较高,当压力消除后,仍能恢复原状,富有弹性,但耐压强度不高。另外V形楞节省瓦楞纸,粘合剂耗量较少,但加工时易出现高低楞,瓦楞辊磨损较快。UV形楞是结合U形和V形的特点,目前得到广泛的采用。按照GB/T6544-1999标准规定,UV型瓦楞纸板分为A、B、C和E型四种。A型楞的特点是单位长度内的瓦楞数量少,而瓦楞最高。使用A型楞制成的瓦楞纸箱,适合包装较轻的物品,有较大的缓冲力。B型楞与A型楞正好相反,单位长度内的瓦楞数量多而瓦楞最低,其性能也与A型楞相反,使用B型楞制成的瓦楞纸箱,适合包装较重和较硬的物品,多用于罐头和瓶装物品等的包装。 另外,还有一种倾向就是利用B型楞坚硬不易破的特点,经过冲切后制成形状复杂的组合箱。C型楞的单位长度的瓦楞数及楞高介于A型楞和B型楞之间,性能则接近于A型楞。由于本设计对象笔记本电脑在流通过程中是堆码运输,因此对其纸箱要求有较强的平面耐压性能;此外,电脑是高精密产品,所以对缓冲垫的要求较高,一般都承担了电脑的缓冲要求,即外包装无须承担其缓冲功能,所以综合考虑选择B单瓦楞纸板设计。
2.2 瓦楞纸板的厚度设计
瓦楞纸板的厚度是瓦楞设计中的一个非常重要的因素,不仅决定着瓦楞纸箱的尺寸,而且影响到瓦楞纸箱的强度。一般是原纸厚度与瓦楞高度之和。
瓦楞纸板厚度计算公式如下:
t=(Σtn+Σtnm+ΣFhn)-d (7)
式中:t-瓦楞纸板实际厚度;tn-内外面纸与夹心的厚度;tnm-瓦楞芯纸的厚度;Fhn-瓦楞辊的高度;d-瓦楞纸板制造过程中的厚度损失。在通常设计时参考表1,得出本次纸板的厚度为3.3mm。
表1 瓦楞纸板计算厚度(mm)
楞型 纸板厚度 楞型 纸板厚度 楞型 纸板厚度
A 5.3 AA 10.4 AB 8.1
B 3.3 BB 6.1 AC 9.4
C 4.3 CC 8.4 BC 7.1
E 2.3
2.3 外包装的尺寸设计
由于是单体包装,就无须考虑排列方式,所以其内尺寸的计算公式为:
Xi=Xmax+2T+K (8)
式中:Xi-纸箱的内尺寸;T-缓冲件的厚度;K'-内尺寸的修正系数。
瓦楞纸箱内尺寸修正系数可参考表2:
表2 瓦楞纸箱内尺寸修正系数
H1
L1 B1
小型箱 中型箱 大型箱
3~7 3~7 1~3 3~4 5~7
取Kl=5mm,KB=5mm,KH=4mm,又已知Lmax=300mm,Bmax=230mm, Hmax=25.6mm,T=116mm,故由公式(8)得纸箱的内尺寸为:537mm×467mm×261.6mm,再由以下公式可以得出制造尺寸:
X=Xf+K (9)
F=Bl+Xf/2
(10)
式中:X-瓦楞纸箱长、宽、高制造尺寸;Xi-纸箱内尺寸;K-制造尺寸修正系数;F-纸箱对接摇盖宽度;Bl-纸箱非结合端面制造尺寸;Xf-摇盖伸长系数。
表3为02类纸箱制造尺寸修正系数值,表4为瓦楞纸箱接头尺寸,表5为02类单瓦楞纸箱摇盖伸长系数。
表3 02类单瓦楞纸箱制造尺寸修正系数(mm)
L2 B1 B2 H
名
L1
称
楞
型
A 6 4
B 3 2
C 5 3
E 2 1
表4 瓦楞纸箱接头尺寸J
纸板结构 单瓦楞
J 35~40
表5 02类单瓦楞纸箱摇盖伸长系数Xf
6
3
5
2
3
2
3
1
双瓦楞
45~50
9
6
8
3
名
0201
称
楞
型
0203 0204 0205 0206
A 2~3 0~2 2~3 0~2 0~2
B 1.5~2 0~1 1.5~2 0~1 0~1
C 1.5~2.5 0~1.5 1.5~2.5 0~1.5 0~1.5
E 0 0 0~1 0 0
由表3、4、5得出:Kl1=3,Kl2=2,Kbi=3,Kb2=2,K=6,J=38,Xf=2,所以由公式(9)、(10),得瓦楞纸箱的制造尺寸:
L1=Li+Kl1=540mm,L2=Li+Kl2=539mm,Bl=Bi+Kb1=470mm,B2=Bi+Kb2=469mm,
H=Hi+K=267.6mm,F=Bl+Xf/2=236mm
对于0201型瓦楞纸箱《运输包装用单瓦楞纸箱和双瓦楞纸箱》(GB/T6543-2008)建议用以下公式计算:
Lo=Li+2t
Bo=Bi+2t
Ho=Hi+4t (11)
式中t-瓦楞纸板计算厚度。
表6 瓦楞纸板计算厚度(mm)
楞型
A B C E AB BC
纸板计算厚度 5.3
3.3 4.3 2.3 8.1 7.1
查表得t=3.3mm,所以得出瓦楞纸箱的外尺寸为: 543.6mm×473.6mm×274.8mm
已知包装件总质量为3.46kg,有效长期堆码高度HW为2.5m,瓦楞纸箱外包装高度HO为274.8mm根据载荷计算公式: F=9.81KGINT[ (HW/HO)-1] (12)
式中F-载荷,N;K-载荷系数;G-瓦楞纸箱包装件的重量,kg;HW -物流过程中最大有效堆码高度,mm;HO -瓦楞纸箱高度外尺寸,mm。式中INT[HW/HO]为不大于HW/HO的最大整数,载荷系数K值按表7选取。
表7 载荷系数K值
纸
箱
不怕湿或 怕吸湿 特别怕吸湿或
吸
湿
承
情
况
载
情
况
不考虑吸湿 内装物为流体
只是由纸箱承载
4 5 7
内装物、缓冲材、内外包装等共同承载
2 3 4
内装物与容器承载,而不考虑纸箱承载
1 1 1
根据笔记本电脑属于高精度电器,其包装必须阻隔使其不吸湿,所以K取3,根据
公式(12)计算得F=814N。
在仓储中,商品在仓库内的保管费用,取决于商品在仓库内的占地面积,所以为了尽可能减少商品的占地面积,提高仓储面积利用率,就应该充分利用仓库的最大空间高度来堆码。为此,瓦楞纸箱结构就要具有一定的强度,使得位于底层的瓦楞纸箱不至于在上层纸箱的重力作用下压坏变形。因此,最大堆码层数既决定了仓库的经济性,也决定了瓦楞纸箱的必要强度。在无托盘时,最大堆码层数可根据以下公式计算:
Nmax=INT(HW/HO) (13)
式中Nmax -最大堆码层数;HW -流通过程中最大有效堆码高度,mm;HO -纸箱高度外尺寸,mm。计算得出Nmax=9。
3.成本核算
缓冲垫:3元
瓦楞纸箱:50元
塑料薄膜袋:2元
相关图片如下:
1.缓冲垫立体效果图
2.缓冲垫俯视图
3.缓冲垫左视图
4.缓冲垫主视图
5.缓冲垫盖
6.缓冲垫盖俯视图
7.缓冲垫盖主视图和左视图
8.外包装盒结构平面展开图